No campo em constante evolução da comunicação sem fio, a tecnologia Sub-1GHz emergiu como um player significativo, oferecendo um conjunto único de características que a tornam adequada para uma variedade de aplicações IoT .

Este artigo tem como objetivo esclarecer o que é a conectividade sem fio Sub-1GHz, seus destaques, aplicações alvo e módulos Sub 1G superiores disponíveis no mercado atualmente.

O que é sub-1 GHz?

Sub-1GHz refere-se a tecnologias de comunicação de radiofrequência (RF) que operam abaixo da banda do espectro de 1 GHz, normalmente na faixa de frequência de 769 – 935 MHz, 315 MHz e 468 MHz z .

Ao contrário da comunicação sem fio WiFi e Bluetooth, que usam a mesma banda de 2,4 GHz em todo o mundo, as bandas de frequência reais usadas para redes Sub -GHz são diferentes em diferentes partes do mundo. A América do Norte e a Austrália usam 915 MHz como frequência central, enquanto a Europa usa 868 MHz . O espectro licenciado de 433 MHz é amplamente utilizado gratuitamente em todo o mundo.

Figura 1 Banda ISM gratuita Sub-1GHz no mundo (Fonte TI.com)

Comparada com a banda de 2,4 GHz, esta banda de espectro abaixo de 1 GHz é mais particularmente notável para aplicações IoT de RF do que suas tecnologias concorrentes WiFi e Bluetooth.

Por que a RF sub-1 GHz é preferida em relação a 2,4RF de GHz para aplicações IoT?

Os rádios sub -1 GHz oferecem vários benefícios em relação aos padrões sem fio de 2,4 GHz para aplicações de Internet das Coisas.

Figura 2 Por que Sub-1 GHz (Fonte rfstariot.com)

• Maior alcance: A frequência de rádio mais baixa usada pelo Sub-1GHz permite que os sinais viajem mais longe e penetrem obstáculos de forma mais eficaz em comparação com equivalentes de frequência mais alta. O sinal abaixo de 1 GHz pode facilmente atingir várias centenas de metros em ambientes internos e, dependendo das condições, vários quilômetros em ambientes externos; enquanto o alcance máximo do transmissor sem fio WiFi ou Bluetooth de 2,4 GHz pode ser de até 200 metros em ambientes internos e 400 metros em ambientes externos. Isso o torna ideal para aplicações que exigem conectividade sem fio de longo alcance, mesmo em ambientes desafiadores.

• Menor consumo de energia: Módulos abaixo de 1 GHz com bateria de célula tipo moeda normalmente consomem menos energia do que alternativas de frequência mais alta, tornando-os adequados para dispositivos alimentados por bateria ou aplicações onde o consumo de energia é crucial, por exemplo. Dispositivos sensores IoT.

• Menos interferência: O espectro de 2,4 GHz está lotado e sujeito a interferências significativas de dispositivos Wi-Fi, nós Bluetooth, periféricos de PC e assim por diante. No entanto, os sinais Sub-1GHz penetram concreto, paredes e objetos de forma mais eficaz devido às suas bandas ISM de frequência mais baixa e ao menor número de aplicações existentes. Assim, você pode obter conectividade sem fio robusta e confiável em ambientes adversos. Essa qualidade torna a RF Sub-1GHz amplamente aplicada em automação residencial, agricultura inteligente, controle predial e industrial e outros campos com obstáculos densos.

As 5 principais aplicações de IoT sem fio Sub 1G RF

Os destaques das frequências Sub-1GHz mencionados acima tornam as soluções Sub-1GHz altamente atraentes para usuários finais que buscam conexões sem fio confiáveis ​​e de longo alcance com bateria de longa duração. Aqui estão os 5 principais aplicativos IoT de RF sem fio Sub-1GHz da seguinte forma:

Figura 3 As 5 principais aplicações sem fio Sub 1G RF IoT (fonte rfstariot.com)

1. Medição Inteligente e Redes Inteligentes: Sub-1GHz permite comunicação sem fio confiável e econômica entre empresas de serviços públicos e medidores inteligentes, facilitando o monitoramento remoto e o gerenciamento da eficiência energética.
2. Controle Industrial: Com seu amplo alcance de transmissão e forte capacidade de penetração, o Sub-1GHz é adequado para redes de sensores sem fio em sistemas de automação industrial, proporcionando comunicação contínua em grandes fábricas e fábricas.
3. Automação residencial: com bateria de longa duração de até 10 anos, o módulo Sub-1GHz é usado em sistemas de automação residencial para conectar vários dispositivos inteligentes, como fechaduras inteligentes, termostatos e sistemas de segurança, permitindo controle e monitoramento centralizados.
4. Agricultura Inteligente: A tecnologia sub-1GHz é amplamente utilizada na agricultura de precisão, facilitando a implantação de redes de sensores sem fio para monitorar vários parâmetros ambientais em áreas espalhadas. Esses parâmetros incluem umidade do solo, temperatura, atividade da trilha, como movimento de animais, crescimento de culturas e outros valores.
5. Cidades Inteligentes: As capacidades de longo alcance do RF abaixo de 1 GHz o tornam adequado para cobrir áreas urbanas extensas de forma eficiente, por exemplo, controle de iluminação, controle de ar, sistemas de gerenciamento de estacionamento e mais aplicações de cidades inteligentes.

Módulos Sub-1G de alto desempenho disponíveis

A banda de frequência Sub-1GHz ganhou popularidade para aplicações IoT devido ao seu longo alcance e forte penetração. RF-star, um fabricante líder mundial de módulos sem fio, desenvolveu módulos Sub-1GHz e aplicações IoT baseadas nos SoCs CC1310, CC1312R, CC1352R, CC1352R7, CC1352P, CC1352P7 da Texas Instruments.

O módulo CC1310 denominado RF-SM-1077B1 pode cobrir frequências populares como 868 MHz, 915 MHz e 920 MHz, enquanto RF-SM-1077B2 suporta transceptores e receptores de 433 MHz e 450 MHz.

Versões mais avançadas da TI Sub-1GHz são módulos CC1312R devido aos seus ricos recursos em RAM e flash e protocolo Wi-SUN. Os módulos RF-SM-1277B1 e RF-SM-1277B2 possuem amostras prontas.

O módulo CC1352P RF-TI1352P1, o módulo CC1352P7 RF-TI1352P2 e o módulo CC1352R RF-TI1352B1 suportam multiprotocolo, por exemplo. Z igbee, Bluetooth 5.1 Low Energy, Thread, Wi-SUN , etc. Eles são chamados de módulos sem fio multibanda Sub-1GHz e 2,4 GHz com antenas diferentes.

Esses módulos Sub-1G normalmente apresentam transceptores e receptores RF de baixa potência , tornando-os adequados para comunicação sem fio de alta sensibilidade e longo alcance.

Conclusões

A conectividade sem fio sub-1 GHz é uma tecnologia robusta e versátil que oferece longo alcance, forte penetração e baixo consumo de energia. Suas aplicações abrangem diversas áreas, incluindo medição inteligente, controle industrial, automação residencial e agricultura e cidades inteligentes. Com vários módulos populares de Sub-1GHz disponíveis no mercado, desenvolvedores e empresas podem aproveitar essa tecnologia para criar soluções IoT sem fio inovadoras e confiáveis ​​para atender a uma variedade de necessidades. À medida que a comunicação sem fio evolui rapidamente, o Sub-1GHz está preparado para desempenhar um papel cada vez mais vital na Internet das Coisas (IoT) e em outras aplicações sem fio.